[发明专利]一种基于多层谐振结构的超宽带可调型太赫兹完美吸收器

说明书

本发明提供一种基于多层谐振结构的超宽带可调型太赫兹完美吸收器，至上而下包括：相变结构层(1)，由至少一个环形组件组成，每个环形组件包括至少两个环形结构，用于对太赫兹电磁波进行强损耗吸收；介质层(2)，用于进一步吸收太赫兹电磁波；金属层(3)，用于全反射太赫兹电磁波；温度控制平台(4)，通过控制温度变化改变相变结构层的电导率，可调控对太赫兹电磁波的吸收强度。本发明的超宽带可调型太赫兹完美吸收器可以克服目前的太赫兹吸收器存在吸收带宽窄和电磁吸收强度固定的缺陷，具有更大的太赫兹带宽和更好的灵活性，有利于其在调制、传感、图像等领域的广泛应用。

技术领域

本发明涉及太赫兹吸收器技术领域，具体涉及一种基于多层谐振结构的超宽带可调型太赫兹完美吸收器。

背景技术

在过去的几十年中，太赫兹波在无线通信，传感器和成像中的广泛应用前景引起了人们的极大兴趣。为了促进太赫兹技术的发展，人们已经提出了基于不同超材料的多种功能器件，例如滤波器，吸收器，偏振转换器等。在太赫兹领域的这些应用中，完美吸收器扮演着重要角色，尤其是在成像，隐形和传感应用中。完美吸收器最先由Landy等人在微波频段提出，它由顶部金属图案和底部金属接地层组成，并由介电层隔开。此后，完美吸收器得到了广泛的发展，不仅限于微波频段，而且还朝着太赫兹，红外，可见光和紫外线等全光谱应用发展。各国的研究者都在朝着宽带、偏振角不敏感和入射角度不敏感的完美吸收器方向发展。然而，目前的太赫兹吸收器还存在吸收带宽窄和电磁吸收强度固定的缺陷。当考虑更大的太赫兹带宽和更好的灵活性时，这些缺陷会限制其实际应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本发明提供了一种基于多层谐振结构的超宽带可调型太赫兹完美吸收器，用于至少部分解决传统太赫兹吸收器吸收带宽窄和电磁吸收强度固定等技术问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种基于多层谐振结构的超宽带可调型太赫兹完美吸收器，至上而下包括：相变结构层1，由至少一个环形组件组成，每个环形组件包括至少两个环形结构，用于对太赫兹电磁波进行强损耗吸收；介质层2，用于进一步吸收太赫兹电磁波；金属层3，用于全反射太赫兹电磁波；温度控制平台4，通过控制温度变化改变相变结构层的电导率，可调控对太赫兹电磁波的吸收强度。

进一步地，环形组件中的至少两个环形结构同心对称。

进一步地，环形结构包括圆环结构、方环结构或两者的结合。

进一步地，环形组件由三个大小不一致的圆环结构组成。

进一步地，相变结构层1的材料包括二氧化钒。

进一步地，介质层的材料2包括二氧化硅、二氧化钛、二氧化铝。

进一步地，金属层3的材料包括金、银、铜。

进一步地，金属层3的厚度大于0.06μm。

进一步地，太赫兹电磁波的频段范围为2.34THz～5.34THz。

进一步地，温度控制平台4包括温度控制器和驱动控制器，驱动控制器通过电压信号调控温度变化。

(三)有益效果

本发明实施例提供的基于多层谐振结构的超宽带可调型太赫兹完美吸收器，通过温度控制相变材料的电导率来对多层谐振结构的吸收效率进行自由调控，其吸收率通过调节可从4％调节到100％；其作用的太赫兹频段覆盖2.34THz～5.34THz，整体具备90％以上的吸收率。

附图说明

图1示意性示出了根据本发明实施例基于多层谐振结构的超宽带可调型太赫兹完美吸收器的结构示意图；